Bahnbestimmung
Unter Bahnbestimmung versteht man die Berechnung von Bahnelementen eines Himmelskörpers oder Satelliten aus Messungen einer irdischen Station oder eines Observatoriums, das neuerdings auch im Weltraum sein kann.
Das Problem der Bahnbestimmung
beschäftigt Astronomen und Mathematiker schon lange - im Grunde seit mindestens 5000 Jahren. Die Sternkundigen in Mesopotamien stellten sich meistens vor, dass die rätselhaften Planetenschleifen, die fast jährlich zu beobachten sind, auf den Eingriff von Gottheiten zurückgehen. ob jemand auch anderes vermutete, ist kaum überliefert - wird aber vorgekommen sein.
In der griechischen Antike
löste man das Problem mit den "rundesten" geometrischen Figuren, die es gibt - mit Kreisen oder Epizykeln:
Jeder Planet oder "Umherirrende" (Mond, Merkur (Planet), Venus (Planet), Sonne, Mars (Planet), Jupiter (Planet), Saturn (Planet)) bewegt sich demnach ohnehin artig - nämlich auf einem Kreis, dem ein zweiter Kreis (der Epizykel) aufgesetzt ist.
Wenn die (aus heutiger Sicht zirka elliptische) Planetenbahn mit einem Epizykel nicht gut genug darstellbar war, setzte man seit Ptolemaios einfach einen zweiten darauf. Dies geschah bei Merkur und Mars mehrfach - was aus heutiger Sicht fast einer Fourieranalyse entspricht. Freilich erfolgte alles in 2D, also zweidimensional auf der Himmelskugel.
Mit Kepler von 2-D zu 3-D
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Bahnbestimmung analytisch =
Um 1800 lösten zwei Genies das Jahrtausend-Problem fast gleichzeitig - aber auf völlig verschiedenen Wegen:
Die direkte Methode von Laplace
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Die indirekte Methode von Gauß
... ... wird heute, im Zeitalter der Computer - häufiger angewandt ...
Bahnstörungen: Problem und Triumph
Um die de facto immer vorhandenen Bahnstörungen durch dritte Körper berechnen zu können, verfiel man um 1850 (?) auf das Modell der Oskulierenden Bahnen: wenn die Ellipsenbahn eines Himmelskörpers allzu variabel war, wurde die momentan gültige als Bezugssystem für die nächste genomme, die nach einigen Stunden (Tagen, Wochen..) aus der ersten hervorging.
... ... Die Abweichungen von der oskulierenden (anschmiegenden) Ellipse können durch die störende Kraft berechnet werden ... Die Methode
war geboren. ... ... ==> Entdeckung des Neptun aus Bahnstörungen des Uranus ...
Bahnbestimmung heute
Kegelschnitte, Erdabplattung, Erdschwerefeld, Atmosphäre (Refraktion, Bremsung ...
bei mehr als 3 Beobachtungen (s. Gauß) ...
Einführung von Laufzeitmessungen
und erweiterte Modelle (verschiedene Beob.Typen und Genauigkeiten) usw...
Herkunft von Kometen und Asteroiden
Bahnstörungen durch Jupiter, Lagrange und die Trojaner ... Mr.Kirkwood und seine Lücken ...
Bahnbestimmung von Raumsonden
3D und 4D Bahnen, Voyager etc., Geostationäre Instabilität und Bahnmanöver, "Manöverkritik" .. Gravitation und Fly-by-Manöver
"Chaotische" Bahnen
Fast eine filosofische Frage ... Voraus- und Zurückrechnung (Ephemeriden..) über ´Jahrhunderte und Jahrmillionen
in Satellitenbahnen (ESA, Grace, Goce)
... ...
... ... (wichtigste Themen, die --Geof vergessen hat (:-)
==> Bitte tut Euch keinen Zwang an - Jeder der mag sollte hier mitschreiben! Immerhin gibt es auf das Thema schon ca. 10 Links...